一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件及其研制方案

摘要

本发明一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件，主要包括：太阳能电池、带硬钩刺毛的魔术贴和带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。其中，带硬钩刺毛的魔术贴的纤维面与太阳能电池底部缝合在一起，毛刺面与平流层飞艇艇体连接。太阳能电池四周缝合条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。相邻的电池模块间通过条形魔术贴和方框形魔术贴搭扣连接在一起。上述组合体既有利于太阳能电池阵的散热，同时，搭扣型连接，可实现快速的拆装，并且，搭扣的边缘可作为输电线缆的辅助承力结构，可将输电线缆沿搭扣布置和固定。

说明书

技术领域

本发明提供一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件，属于航空航天能源系统技术领域。

背景技术

随着空天技术领域的进一步拓展，针对航空、航天结合部使用的平流层飞行器已成为各国研究的重点，在这类飞行器中尤以平流层飞艇最受关注。配置太阳能电池阵和可循环储能系统后的平流层飞艇具有飞行高度高、使用时间长、可区域驻留、对环境污染小等优点，可用于通信中继、预警、侦查监视、高空技术验证等众多领域。目前，应用于平流层飞艇的太阳能电池组件主要是柔性薄膜太阳能电池组件，这些组件通过串联、并联的方式组成太阳能电池阵与飞艇上表面连接。在实际应用过程中，由于铺设的电池阵面积相对较大，故要求太阳能电池阵可快速拆卸。同时，由于平流层飞艇用太阳能电池阵在实际使用中上下表面温差很大，温差过大将导致太阳能电池转化效率变低以及对艇体内部的温控产生负面影响，故要求太阳能电池阵具有散热功能。

为此，本发明提供一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件的研制方案，既可实现电池组件间的快速连接和导线的有效依附，还可降低电池表面废热对飞艇蒙皮的负面热影响。

发明内容

（1）目的：本发明提供一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件及其研制方案，既可实现电池组件间的快速连接和导线的有效依附，还可降低电池表面废热对飞艇蒙皮的负面热影响。

（2）技术方案：本发明一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件，主要包括：太阳能电池、带硬钩刺毛的魔术贴和带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。其中，带硬钩刺毛的魔术贴的纤维面与太阳能电池底部缝合在一起，毛刺面面与平流层飞艇艇体连接。太阳能电池四周缝合条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。相邻的电池模块间通过条形和方框形魔术贴搭扣连接在一起。

上述组合体在与飞艇蒙皮接触时，由于带硬钩刺毛的魔术贴中钩刺的存在，与艇体表面将形成间隙型风道，可有利于太阳能电池阵的散热；另外，搭扣型连接，可实现快速的拆装，并且，搭扣的边缘可作为输电线缆的辅助承力结构，可将输电线缆沿搭扣布置和固定。

所述的太阳能电池，主要是柔性薄膜太阳能电池模块，这类模块具有比功率高、结构柔软、对安装基体要求低等优点。由于这类模块具有一定的柔性，使得其组成的太阳能电池阵可以与艇体光滑接触，而且薄膜太阳能电池的基底可以与带硬钩刺毛的魔术贴有效地缝制在一起。

所述的带硬钩刺毛的魔术贴，是魔术贴的一面。魔术贴分公母两面，一面是细软的纤维，另一面是带有勾刺的弹性纤维。公母相扣，在受到一定横力的情况下，富有弹性的勾被拉直，从绒圈上松掉而打开，然后又恢复原有的勾型，如此反复开合可达一万次之多。带硬钩刺毛的魔术贴就是一面带有勾刺的弹性纤维，另一面为光滑表面。通过将其与太阳能电池缝制在一起，即纤维面与太阳能电池下表面连接，毛刺面与艇体接触，既有利于散热又满足与艇体光滑接触的要求。

所述的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴，即正常的公母面魔术贴，又名粘扣带。按照设计尺寸和位置缝合条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴，将双面魔术贴缝制在太阳能电池的四周，通过条形魔术贴与方框形魔术贴间搭扣连接以及解扣，可以实现相邻太阳能电池模块连接与拆卸，进而达到太阳能电池模块组成的电池阵即可实现快速拆装的要求。

本发明一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件，其基本研制流程如下：

1.       购置薄膜太阳能电池、带硬钩刺毛的魔术贴和带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。同时，检验魔术贴以及太阳能电池的质量；

2.       按照太阳能电池模块的尺寸裁剪带硬钩刺毛的魔术贴，并预留出必要的边沿（3-5cm）；

3.       将裁剪出的带硬钩刺毛的魔术贴与薄膜太阳能电池缝合在一起，并且使带硬钩刺毛的那部分朝外，即纤维面部分与太阳能电池下表面连接；

4.       按设计要求裁剪条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴；

5.       在上面的半成品的四周，按照设计尺寸和位置缝合条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴；

6.       将多个上述的太阳能电池模块通过魔术贴的搭扣连接在一起，测试其承力性能，并检验其拆装的方便性；

需要说明的是，由于薄膜太阳能电池模块本身质量不大，再加上平流层飞艇艇体的支撑作用以及其他固定电池阵的方式，本发明中提供的一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件设计方案，既可实现太阳能电池阵的快速拆装要求，又能满足相邻模块间连接力的要求。

（3）优点及功效：一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件，主要包括：太阳能电池、带硬钩刺毛的魔术贴和带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。其中，带硬钩刺毛的魔术贴的纤维面与太阳能电池底部缝合在一起，毛刺面与平流层飞艇艇体连接。太阳能电池四周缝合条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。相邻的电池模块间通过条形魔术贴和方框形魔术贴搭扣连接在一起。上述组合体既有利于太阳能电池阵的散热，同时，搭扣型连接，可实现快速的拆装，并且，搭扣的边缘可作为输电线缆的辅助承力结构，可将输电线缆沿搭扣布置和固定。

附图说明：

图1为本发明一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件结构示意图；

图2为一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件的实现过程图；

图中标号说明如下：

1. 太阳能电池，

2. 带硬钩刺毛的魔术贴，

3. 方框形带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴，

4. 条形带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。

具体实施方式：

下面结合图 1、2 对本发明一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件作进一步的说明：

本发明一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件，如图1 所示，主要包括太阳能电池1、带硬钩刺毛的魔术贴2、方框形带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴3、条形带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴4。

按照太阳能电池1的尺寸大小剪裁相应大小的带硬钩刺毛的魔术贴2，并带硬钩刺毛的魔术贴2的纤维面与太阳能电池1底部缝合在一起，毛刺面与平流层飞艇艇体连接。由于带硬钩刺毛的魔术贴中钩刺的存在，与艇体表面将形成间隙型风道，可有利于太阳能电池阵的散热。

将带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴分别剪裁成合适大小的条形4和方框形3，并按照设计尺寸和位置将条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴缝合在太阳能电池的四周。

将多个上述的太阳能电池模块1通过条形魔术贴和方框形魔术贴搭扣连接在一起，测试其承力性能，并检验其拆装的方便性。

本发明一种搭扣连接式柔性太阳能电池组件，其基本的研制流程如下：

1.  购置薄膜太阳能电池、带硬钩刺毛的魔术贴和带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴。同时，检验魔术贴以及太阳能电池的质量；

2.  按照太阳能电池模块的尺寸裁剪带硬钩刺毛的魔术贴，并预留出必要的边沿（3-5cm）；

3.  将裁剪出的带硬钩刺毛的魔术贴与薄膜太阳能电池缝合在一起，并且使带硬钩刺毛的那部分朝外，即纤维面部分与太阳能电池下表面连接；

4.  按设计要求裁剪条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴；

5.  在上面的半成品的四周，按照设计尺寸和位置缝合条形和方框形的带硬钩刺毛/细小柔软纤维毛的双面魔术贴；

6.       将多个上述的太阳能电池模块通过魔术贴的搭扣连接在一起，测试其承力性能，并检验其拆装的方便性。

应当指出，本实例仅列示性说明本发明的应用方法，而非用于限制本发明。任何熟悉此种使用技术的人员，均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。